大型水电站不同埋设方式蜗壳结构分析

随着水电站单机容量越来越大,蜗壳结构面临许多新的技术问题.为分析不同埋设方式对蜗壳结构的影响.本文借助ABAQUS软件.以我国第二大水电工程溪洛渡水电站为工程背景,对该电站蜗壳可能采用的三种结构型式进行了三维非线性有限元静力计算,并探讨了直埋蜗壳钢板减薄的可行性.研究结果表明,为了避免结构裂缝宽度和范围的扩展及机墩的非均匀上移,充水保压蜗壳是最优选择.但该方案存在座环相对径向变形较大的问题,直埋蜗壳钢板减薄后机墩上抬位移的增加值得重视.因此,从结构受力的角度认为三种方案都是成立的,但是蜗壳埋设方式的选择与厂房布置、工程投资、施工工艺难易程度和工程工期等因素都有直接关系,应该综合考虑.     

垫层蜗壳结构中钢衬-混凝土间的接触状态：有限元分析

水电站蜗壳采用垫层埋设技术时,软垫层会削弱混凝土对钢蜗壳的包裹和嵌固作用,影响两者间的接触状态,甚至引起脱空现象。本文首先从结构静力分析的角度定性解释钢衬-混凝土间出现脱空状态的潜在原因;而后借助非线性有限元数值模拟技术,研究可能影响两者间接触状态的结构性因素。结果表明,钢衬-混凝土间较小的摩擦系数、子午断面内垫层较大的铺设包角和垫层较小的压缩刚度是削弱混凝土包裹和嵌固作用的3个主要结构参数,但前两者在常规工程取值范围内的变化不会对钢衬-混凝土间的接触状态产生质的影响;相对而言,垫层压缩刚度对其的影响更为敏感。从保证钢衬-混凝土组合结构的整体性看,设计中适当折减垫层刚度是一种折衷但有益的技术手段。     

水电站蜗壳结构模型试验和原型观测的发展现状

鉴于模型试验和原型观测在水电站蜗壳结构研究中无可替代的作用,分别系统回顾了蜗壳结构模型试验和原型观测的发展历史,结合发展现状指出:当前垫层蜗壳结构模型试验研究有待进一步深入,将结构动力试验技术用于研究蜗壳结构的动力特性将是未来蜗壳结构模型试验的重要发展方向;我国已有的大量蜗壳结构原型监测资料多数未见公开,将监测资料与计...     

考虑谷幅收缩变形的高拱坝多源信息融合安全评判

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩变形对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩变形条件下的拱坝安全状态,以我国西南地区某高拱坝为例,首先,建立坝体变形监控模型,研究坝体变形与谷幅收缩变形的联系;在此基础上,融合大坝安全监测多源信息,构建了考虑谷幅收缩变形指标的大坝安全多源信息融合评判模型,采用云模型与D-S证据理论相结合的方法来评判大坝的安全性。基于监测数据由云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本概率分配的方法,克服了传统方法主观性较强的缺点,结合D-S证据理论融合各监测指标基本可信度对大坝安全进行综合评判。结果表明,谷幅收缩变形可能是坝体倾向上游变形的主要原因,模型评判结果为大坝处于“基本正常”状态,与该高拱坝的实际情况基本相符,说明采用云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本可信度分配的方法合理可行。     

水电站地面厂房抗震研究现状与展望

我国水能资源多集中在地震频发、地震烈度高的西部地区,水电站地面厂房是水能转化为电能的重要场所,其地震动力响应规律明显区别于工业厂房和其它水工建筑物,有其自身的特点。与大坝、边坡和隧洞等水工建筑物相比,水电站地面厂房的抗震研究相对滞后,本文总结了当前地面厂房的抗震研究现状,包括地震响应的计算方法、混凝土材料非线性本构和结构非线性接触、动水压力模拟、边界条件以及地震响应评价方法等,对多数学者认可的主流方法和模型进行了介绍。最后提出了值得深入研究的若干问题,如近断层地震动作用下水电站厂房的抗震性能、厂房地基岩体的非线性、不同蜗壳埋设方式对厂房的抗震性能的影响等。     

船舶撞击作用下弧形闸门的动力响应

为得到水工弧形闸门正常运行时在船舶撞击作用下的动力响应,预测了闸门可能出现的破坏模式,评价了闸门结构安全并探寻有效的防护措施,采用非线性有限元数值方法,考虑闸门材料的弹塑性、失效及结构大变形,模拟船舶正面撞击弧形闸门过程,分析了弧形闸门结构瞬态动力响应。计算结果表明,闸门结构安全防护重点区域为垂直隔板、边梁与上主横梁相交的部位,闸门支臂结构的振动明显,其动力稳定性问题需引起重视,并提出加大隔板、边梁的梁高,提高钢材强度,增设加劲板及在闸门上游适当高程设置横跨于闸室的柔性防撞缆索,以吸收撞击船动能,减小撞击荷载等安全防护措施。     

水轮机蜗壳垫层参数分析

利用ANSYS有限元软件,并考虑钢壳-垫层、钢壳-混凝土之间的摩擦接触条件,建立钢蜗壳及其外围混凝土的局域三维应力计算,来分析垫层的弹模、厚度、泊松比等参数对钢壳及其外混凝土受力状况的影响,得到一些参考价值参数成果。     

水电站垫层蜗壳结构研究和应用的现状和发展

结合我国水电站垫层蜗壳结构工程应用的发展近况,介绍了近年来垫层蜗壳结构设计理念的转变,指出了直埋-垫层组合方案将成为未来水电站蜗壳埋设方式选择的发展趋势。总结了垫层蜗壳结构研究发展中取得的两个重要进展——钢蜗壳与外围混凝土联合受力、钢蜗壳与外围混凝土之间滑动摩擦,指出考虑垫层材料的非线性力学性能将是垫层蜗壳结构研究的发展趋势。分别阐述了垫层材料属性和空间属性对蜗壳结构受力特性的影响,在此基础上归纳了垫层蜗壳结构研究存在的问题,最终提出未来的垫层蜗壳结构研究应强调“控制”的研究理念,视垫层为“控制工具”,以全新的视角看待垫层的作用,探求控制蜗壳结构受力特性的理论与方法。     

水电站垫层蜗壳结构研究和应用的现状和发展

结合我国水电站垫层蜗壳结构工程应用的发展近况,介绍了近年来垫层蜗壳结构设计理念的转变,指出了直埋-垫层组合方案将成为未来水电站蜗壳埋设方式选择的发展趋势。总结了垫层蜗壳结构研究发展中取得的两个重要进展——钢蜗壳与外围混凝土联合受力、钢蜗壳与外围混凝土之间滑动摩擦,指出考虑垫层材料的非线性力学性能将是垫层蜗壳结构研究的发展趋势。分别阐述了垫层材料属性和空间属性对蜗壳结构受力特性的影响,在此基础上,归纳了垫层蜗壳结构研究存在的问题,最终提出未来的垫层蜗壳结构研究应强调"控制"的研究理念,视垫层为"控制工具",以全新的视角看待垫层的作用,探求控制蜗壳结构受力特性的理论与方法。